Лазерный оптико-акустический микроскоп

 

ЛАЗЕРНЫЙ ОПТИКО-АКУСТИЧЕС КИЙ МИКРОСКОП, содержащий последовательно расположенные вдоль оптической оси лазер, объектив, предме ньй столик для размещения исследуе мого образца, блок сканирования ис следуемого образца, акустический датчик, контактирующий с исследуемым образцом, блок регистрации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения , в него дополнительно между ла зером и объективом введены два встречно направленных полупрозрачных зеркала, формирующих два канала, в одном из которых установлены последовательно соединенные регулируемый ослабитель мощности излучения и первый приемник излучения, а во втором канале - второй приемник излучения, при этом выходы обоих приемников через бло вычитания подключены к первому входу блока деления, выход которого подключен к блоку регистрации, а также третий приемник излучения со светочувствительной поверхностью в виде полого усеченного конуса, оптическая ось которого совп адает с оптической осью объектива, а большее основание обращено к предметному столику, причем выход третьего приемника соединен с выходом второго приемника, а выход акустического датчика соединен с вторым входом блока деления. ,-и.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИДЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3721 )88/24-10 (22) 09 . 12. 83 (46) 07.08. 85. Бюл. И- 29 (72) В.П.Жаров (71) МВТУ им. Н.Э.Баумана (53) 535.822.1 (088.8) (56) App1ie Physics Letters, 1980, v.36, В 11; р. 815 †8. (54) (57) ЛАЗЕРНЫЙ ОПТИКО-АКУСТИЧЕСКИЙ МИКРОСКОП, содержащий последовательно расположенные вдоль оптической оси лазер, объектив, предметный столик для размещения исследуемого образца, блок сканирования исследуемого образца, акустический датчик, контактирующий с исследуемым образцом, блок регистрации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно между лазером и объективом введены два

„„Я0„„1171742 А встречно направленных полупрозрачных зеркала, формирующих два канала, в одном из которых установлены последовательно соединенные регулируемый ослабитель мощности излучения и первый приемник излучения, а во втором канале — второй приемник излучения, при этом выходы обоих приемников через бло-. вычитания подключены к первому входу блока деления, выход которого подключен к блоку регистрации, а также третий приемник излучения со с.веточувствительной поверхностью в виде полого усеченного конуса, оптическая ось которого совпадает с оптической осью объектива, а большее основание обращено к предметному столику, причем выход третьего приемника соединен с выходом второго приемника, а выход акустического датчика соединен с вторым входом блока деления.

Составитель С.Лукишова

Редактор А.Шишкина Техред М.Пароцай Корректор M. Максимишинец.

Заказ 4858/38 Тираж 526 Подписное

ВНИИПИ Государсчзенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент"; r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4

Изобретение относится к технике анализа различных образцов методами лазерной оптико-акустической спектроскопии и может быть использовано для исследования оптических, термических и акустических неоднородностей образцов в медицине, биологии, веолоййи, электронной и оптической технологии и, т.п.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Лазерный оптико-акустический микроскоп содержит лазер 1, полупрозрачные зеркала 2, и 3, объектив

4, конический приемник 5, образец 6, пьезодатчик 7, ослабитель 8 мощности, приемники 9 и 10 излучения, блок 11 вычитания, блок 12 деления, блок 13 регистрации, блок 14 сканирования.

Устройство работает следующим образом.

Излучение от лазера 1 поступает на объектив 4, после которого в виде сфокусированного пучка воздействует на образец 6. В результате поглощения в облучаемом объеме происходит выделение тепловой энергии и, как следствие, в силу быстрого теплового расширения формируются акустические колебания. Эти колебания регистрируются с помощью пьезодатчика 7.

С помощью полупрозрачных зеркал 2 и 3 часть падающего и отраженного от образца излучения направляется на приемники 9 и 10 излучения. Сигналы с этих приемников U1 и Ug no71742 г ступают на блок 11 вычитания. С выхода этого блока разность сигналов

Ь U = U< — U поступает на блок деления, на которых также приходит сигнал с акустического датчика U>. Отношение сигналов U /hU фиксируется в блоке регистрации. С помощью ослабителя 8 происходит регулировка уровня мощности излучения, поступаю10 щего на приемник 9. Это необходимо для компенсации различий в чувствительности приемников, величине отражения от зеркал 3 и 4 и т.п.

15 Работа устройства по описанной схеме позволяет исключить влияние при сканировании с помощью блока 14 вариации коэффициента отражения /Р по поверхности образца на результаты

20 измерений. Это объясняется тем, что амплитуда .акустического колебания P пропорциональна величине U $(1-0)F

9 где 5 — величина падающей мощности;

/7 — коэффициент отражения от образ25 Ъа; F — функция, зависящая от коэффициента поглощения и термоакустических свойств образца, в общем случае имеющая довольно сложную форму. Сигнал с первого приемника 9 U1 3, а

30 сигнал с второго приемника 10 U -p 3, т.е. разность этих сигналов равна

6 П = 01 U 3 (1-/3 ), отсюда следует, что после блока деления величина отношения g U/U > не зависит от Р .

35 Кроме того, при делении отмеченных величин сокращается также и величина т.е ° при этом исключается влияние на точность измерения нестабильности мощности лазерного излучения.